地下空間商業(yè)建筑的安全疏散設(shè)計(jì)

地下空間商業(yè)建筑的安全疏散設(shè)計(jì)

目前，地下商場的開發(fā)呈現(xiàn)出區(qū)域擴(kuò)張的趨勢，員工密度高。作為一個(gè)相對封閉的空間，其內(nèi)部環(huán)境復(fù)雜，大量類型的商品，使地下商場起火風(fēng)險(xiǎn)很大。相對于地面建筑,地下商場依靠應(yīng)急照明和疏散指示標(biāo)志引導(dǎo)緊急疏散,火災(zāi)發(fā)生時(shí),處于密閉空間的地下商場產(chǎn)生的煙氣量大,并持續(xù)高溫,給安全疏散造成了困難。因此,在地下商場的安全疏散設(shè)計(jì)中,要逐步完善安全疏散距離的計(jì)算、確定安全出口的數(shù)量等。國家相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對地下商場的安全疏散進(jìn)行了明確規(guī)定,在嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范的同時(shí),針對其相關(guān)技術(shù)規(guī)范的差異,應(yīng)仔細(xì)研究和探討。1地下商場安全對策的差異1.1采用離散寬度計(jì)算1.1.1安全出口寬度的確定GB50016-2006《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(以下簡稱“建規(guī)”)中第5.3.17條對疏散寬度的規(guī)定為:地下建筑中上層樓梯的總寬度應(yīng)按其下層人數(shù)最多一層的人數(shù)計(jì)算。而針對高層建筑的地下室及半地下室等的疏散寬度設(shè)計(jì),GB50045-2005《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(以下簡稱“高規(guī)”)第6.1.12條,每個(gè)防火分區(qū)的安全出口不應(yīng)少于2個(gè),每層疏散樓梯總寬度計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮影響因素,下層疏散樓梯總寬度應(yīng)按上層人數(shù)最多的一層計(jì)算?！敖ㄒ?guī)”和“高規(guī)”對疏散總寬度計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)的不同,因此計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)按某一層為單元進(jìn)行計(jì)算。而針對地下商場等建筑的安全疏散計(jì)算,按照GB50098-2009《人民防空工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》第5.1.5條,每個(gè)防火分區(qū)安全出口和相鄰防火分區(qū)之間防火墻上防火門的總寬度,在計(jì)算時(shí)應(yīng)按該防火分區(qū)設(shè)計(jì)容納總?cè)藬?shù)與疏散寬度指標(biāo)的乘積計(jì)算確定。從中可以看出,GB50098-2009以防火分區(qū)為單元對疏散總寬度進(jìn)行計(jì)算。1.1.2按規(guī)范計(jì)算疏散總寬度,根據(jù)其規(guī)定,分按照“高規(guī)”的計(jì)算方式,疏散出口總寬度應(yīng)按照通過人數(shù)滿足每100人不小于1.00m的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算。再由“建規(guī)”和GB50098-2009,計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)分為兩種方式:(1)當(dāng)防火分區(qū)被限定在室內(nèi)地坪與室外出入口地面高差不大于10m,疏散寬度指標(biāo)應(yīng)為每100人不小于0.75m。(2)當(dāng)防火分區(qū)限定在室內(nèi)地坪與室外出入口地面高差大于10m時(shí),指標(biāo)應(yīng)為每100人不小于1.00m。計(jì)算中應(yīng)保證樓梯的寬度不小于對應(yīng)的出口寬度。地下商場的面積呈現(xiàn)擴(kuò)大化的趨勢,面積的增大使地下商場在劃分防火分區(qū)時(shí),為了滿足規(guī)范要求,增多了防火分區(qū)的數(shù)量,有的大型地下商業(yè)街甚至達(dá)到了幾十個(gè)。根據(jù)規(guī)范的計(jì)算順序,即整層的疏散寬度→每個(gè)防火分區(qū)的疏散寬度,整層疏散寬度應(yīng)涵蓋每層樓梯的寬度,并納入計(jì)算數(shù)值;對防火分區(qū)的疏散寬度的計(jì)算,應(yīng)將如相鄰防火分區(qū)之間防火墻上的防火門寬度、借用相鄰防火分區(qū)之間防火墻上防火門的疏散寬度的比例等因素納入其中,在規(guī)范中未進(jìn)行明確的規(guī)定。而GB50098-2009中,對整層的疏散總寬度是不計(jì)算的,在設(shè)計(jì)中保證每個(gè)防火分區(qū)設(shè)置一個(gè)安全出口,且安全出口必須采用直通室外的方式,當(dāng)單個(gè)防火分區(qū)疏散寬度不滿足要求,由相鄰防火分區(qū)之間防火墻上防火門的疏散寬度來達(dá)到要求。假定某車站(以下簡稱“案例A”)兩側(cè)的地下商場建筑面積為15500m2,由于該地下商場承擔(dān)商業(yè)用途的同時(shí),擔(dān)負(fù)地下過街通道等功能,在消防設(shè)計(jì)中,將防火分區(qū)劃定為10個(gè)。根據(jù)規(guī)范計(jì)算該地下商場的疏散總寬度為69.17m,需直通室外的疏散樓梯的數(shù)量按照每個(gè)樓梯間的寬度為1.4m計(jì)算,為49座。但按照GB50098-2009規(guī)范的要求,不計(jì)算每層疏散總寬度,該地下商場只需按照劃定的10個(gè)防火分區(qū),設(shè)計(jì)10個(gè)直通室外的疏散樓梯即符合條件。由于要求不同,計(jì)算出的數(shù)值存在巨大差異。1.2營業(yè)面積的算式地下商場的人員數(shù)量計(jì)算,按照GB50098-2009中的要求,地下商場營業(yè)部分疏散人員時(shí),應(yīng)以營業(yè)廳面積及服務(wù)顧客占用空間的面積總數(shù)為基礎(chǔ),具體計(jì)算方式未采取明確性規(guī)定。參照“建規(guī)”的計(jì)算方式,即:每層營業(yè)廳面積與面積折算率(不小于70%)和疏散人數(shù)換算系數(shù)的乘積,規(guī)范中對營業(yè)廳的建筑面積進(jìn)行了說明,包括營業(yè)廳范圍內(nèi)的柜臺、展臺、貨架以及走道等場所,這些場所都是在人員流動的區(qū)域,計(jì)算的面積值甚至包括衛(wèi)生間、樓梯間、自動扶梯等的建筑面積。地下商場采取防火分隔的區(qū)域較多,這些涉及的區(qū)域經(jīng)實(shí)際論證,可不計(jì)入建筑面積內(nèi),確定商店?duì)I業(yè)廳疏散人數(shù)時(shí)的計(jì)算面積與建筑面積的定量關(guān)系對計(jì)算較為有利,在實(shí)踐中也較為常用。2地下商場安全配置工程的要點(diǎn)分析2.1安全疏散的需求地下商場人員的安全疏散,對于保證人員在火災(zāi)發(fā)生時(shí)及時(shí)有效地撤離至關(guān)重要,由于受封閉環(huán)境的影響,地下建筑的排煙能力較差,火勢蔓延速度快,一旦發(fā)生火災(zāi),撲救難度大,易造成持續(xù)火災(zāi)。安全疏散的實(shí)現(xiàn),要求內(nèi)在人員距離室外地面較近。因此,對地下商場的耐火等級進(jìn)行提升尤為重要,在對地下商場內(nèi)的商品種類、人員荷載量、產(chǎn)品數(shù)量進(jìn)行限定的同時(shí),還應(yīng)提升疏散通道墻壁的耐火等級。2.2防火分區(qū)的面積防火分區(qū)的設(shè)計(jì)是建筑整體消防設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)要素,是指在建筑物內(nèi)部劃定獨(dú)立的防火隔離區(qū),其分隔方式為防火墻、耐火樓板及其他防火分隔設(shè)施,在限定的時(shí)間內(nèi),對火勢向其他區(qū)域的蔓延形成阻止和限制,從而形成相互獨(dú)立的防火空間。國家相關(guān)規(guī)范針對地下商場的特殊性,要求設(shè)有自動噴水滅火系統(tǒng)的地下商場內(nèi),防火分區(qū)的面積可達(dá)2000m2。但是,在實(shí)際的設(shè)計(jì)中,由于地下商場的封閉性,為了滿足防火分區(qū)的最大面積,往往采用大開間設(shè)計(jì)方式,這種設(shè)計(jì)方式,滿足最大防火分區(qū)的要求,通常采用防火卷簾進(jìn)行分隔,卻對商場內(nèi)的貨架、陳設(shè)等對疏散的影響忽略不計(jì)。從規(guī)范角度考慮,防火分區(qū)面積符合要求,疏散的有效性卻無法保證,建筑內(nèi)的某一處發(fā)生火災(zāi)時(shí),應(yīng)滿足當(dāng)建筑物的某一個(gè)房間失火時(shí),采取防火分隔措施防止燃燒產(chǎn)生的熱和煙通過樓板、門窗洞口、樓梯間或建筑構(gòu)件燒損處水平及垂直擴(kuò)散、蔓延。地下商場的防火分隔措施要在考慮消防安全的同時(shí),將投入成本和功能要求等因素也納入考慮的范疇,不宜過多劃分防火分區(qū),增加投入成本,也不應(yīng)為了經(jīng)濟(jì)利益而忽視疏散要求,應(yīng)結(jié)合實(shí)際,形成科學(xué)統(tǒng)籌的設(shè)計(jì)方式,達(dá)到能夠安全疏散人員的目的。2.3防火門及防火門地下商場的安全疏散設(shè)計(jì)要求既要滿足規(guī)范要求,同時(shí)也應(yīng)兼顧商場的使用功能,在對于相鄰防火分區(qū)的設(shè)計(jì)中,可在每個(gè)防火分區(qū)滿足必須有1個(gè)直通室外的安全出口的情況下,將防火墻上的防火門作為第二個(gè)安全出口。這種設(shè)計(jì)方式,既滿足了必須設(shè)置2個(gè)安全出口的要求,也極大地節(jié)約了空間,保障了商場使用功能。2.3.1疏散總寬度的計(jì)算在地下商場的疏散寬度計(jì)算中,“高規(guī)”、“建規(guī)”與城市整體規(guī)劃的要求存在矛盾,按照規(guī)范的計(jì)算方式,從案例A可以看出,需要設(shè)置的直通室外樓梯數(shù)值很大(案例A中為49個(gè)),在具體的工程中是無法滿足的。有的設(shè)計(jì)者認(rèn)為,采取這種計(jì)算方式不科學(xué),可采用GB50098-2009的要求,疏散總寬度的計(jì)算范圍應(yīng)為相鄰防火分區(qū)之間防火墻上防火門的疏散寬度,計(jì)入方式應(yīng)為無限的納入法,室內(nèi)安全區(qū)域內(nèi)對相鄰防火分區(qū)進(jìn)行限定,假定這種設(shè)計(jì)成立,地下商場發(fā)生火災(zāi)初期,人員的安全疏散第一步是從著火區(qū)域轉(zhuǎn)向有防火分隔的隔離區(qū)域、與其相鄰非著火區(qū)域內(nèi),人員疏散不會形成障礙,對于這些未影響疏散的區(qū)域視為安全區(qū)域,在相鄰的安全防火區(qū)內(nèi)轉(zhuǎn)移至室外,相鄰防火分區(qū)之間防火墻上防火門的疏散寬度在計(jì)算過程中,可以部分計(jì)入疏散總寬度。筆者根據(jù)這一情況建議地下商場在明確規(guī)定相鄰防火分區(qū)之間防火墻上防火門的疏散寬度占總疏散寬度的百分比,且不超過總疏散寬度的30%的前提下,疏散總寬度應(yīng)以防火分區(qū)為單元計(jì)算。2.3.2不確定性操作的不確定性地下商店的面積折算值的確定,按照規(guī)范的要求“每層營業(yè)廳和為顧客服務(wù)用房的使用面積”存在著實(shí)際操作的不確定性。因此,應(yīng)考慮營業(yè)廳面積的變化,由于人員的空間流動性,使用面積的值為可變動的取值范圍,“建規(guī)”中對于地下商場的面積折算值不應(yīng)小于70%的規(guī)定,適用于地下商場面積折算值的確定,建議采用“建規(guī)”的要求計(jì)算,以減少和避免面積的變化對人數(shù)和疏散寬度的影響。2.3.3內(nèi)地下主副產(chǎn)物ls,地下主動扶梯疏散寬度無高在現(xiàn)行消防設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中,地下商場自動扶梯的疏散寬度建議納入疏散總寬度的計(jì)算。其主要原因是自動扶梯的疏散功能是客觀的,在火災(zāi)情況下,直通室外的自動扶梯已停止運(yùn)行時(shí)的疏散功能等同于疏散樓梯。根據(jù)自動扶梯承載的功能性來看,將地下商場直通室外的自動扶梯疏散寬度計(jì)入總疏散寬度是必要的。兩種疏散方式的功能一致,但在實(shí)際中仍存在差異,自動扶梯的疏散寬度可折算計(jì)入總疏散寬度系數(shù)的90%,這種計(jì)算方式滿足疏散寬度要求的同時(shí),也體現(xiàn)了節(jié)能的建筑理念。2.4安全出口的設(shè)置地下商場的安全出口設(shè)置,應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際情況對安全出口的位置進(jìn)行路徑上的測算,根據(jù)內(nèi)部防火分區(qū)的要求,安全出口的設(shè)置應(yīng)為不少于兩個(gè),且不設(shè)置在同一方向上通往相鄰防火分區(qū),避免人員疏散分布不均發(fā)生擁擠,從而影響疏散。以案例A為例,在設(shè)置安全出口時(shí),其數(shù)量大于2個(gè),因?yàn)樵撋虉鰮?dān)負(fù)著過街通道的功能,聯(lián)通至各個(gè)方向。2.5安全疏散設(shè)計(jì)分析仍以案例A為例,其兩側(cè)建筑面積為15500m2的地下商場,劃分為10個(gè)防火分區(qū),其安全出口的寬度為69.17m。進(jìn)行消防設(shè)計(jì)時(shí),通過對該建筑火災(zāi)危險(xiǎn)性的分析,可得疏散樓梯為34部,由于火災(zāi)荷載相對集中,燃燒蔓延較為迅速,計(jì)算所得安全疏散出口寬度42.6m,且通往相鄰防火分區(qū)的疏散出口寬度為25.2m,依照安全出口折算寬度的30%計(jì)算,應(yīng)為20.8m。采取自動噴水滅火系統(tǒng)確定商場內(nèi)的火災(zāi)按t2火計(jì)算,火災(zāi)增長系數(shù)取0.04689kW/s2,最大熱釋放速率3MW。自動噴水滅火系統(tǒng)和機(jī)械排煙系統(tǒng)應(yīng)在該建筑內(nèi)設(shè)置,可以有效保障安全疏散效果。日常應(yīng)用時(shí),應(yīng)保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行,確保其發(fā)揮作用。根據(jù)案例中對安全出口的計(jì)算,應(yīng)將消防設(shè)施納入計(jì)算的考慮因素,地下商場安全疏散對應(yīng)急照明和疏散指示標(biāo)志的依賴性較強(qiáng),在實(shí)際的設(shè)計(jì)中,應(yīng)采取模擬的方式,對可行的安全疏散方式進(jìn)行分析。模擬過程中應(yīng)考慮煙氣的擴(kuò)散及對建筑物內(nèi)部商品和結(jié)構(gòu)進(jìn)